2022年高中物理 第三章 磁场 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动学案新人教版选修3-1
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1、2022年高中物理 第三章 磁场 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动学案新人教版选修3-1一、带电粒子在匀强磁场中的运动引导学生预测电子束的运动情况。(1)不加磁场时,电子束的径迹;(2)加垂直纸面向外的磁场时,电子束的径迹;(3)保持出射电子的速度不变,增大或减小磁感应强度,电子束的径迹;(4)保持磁感应强度不变,增大或减小出射电子的速度,电子束的径迹。结论:当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做_推导:一带电量为q,质量为m ,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,其半径r和周期T为多大?。总结:粒子速度越大,轨迹半径越大;磁场越强,轨迹半径越小。粒子运动
2、的周期与粒子的速度大小无关。磁场越强,周期越短。例1:一个带电粒子在磁场力作用下做匀速圆周运动,要想确定带电粒子的电荷量与质量之比,则只需要知道( )A.运动速度v和磁感应强度B B.磁感应强度B和运动周期TC.轨道半径R和运动速度V D.轨道半径R和磁感应强度B例2:氘核( )、氚核( )、氦核( )都垂直磁场方向入射同一匀强磁场,求以下几种情况下,它们轨道半径之比及周期之比各是多少?(1)以相同速率射入磁场;(2)以相同动能射入磁场二带电粒子在磁场中做圆周运动的分析方法:1. 圆心的确定方法: 方法2: 2. 半径的确定: 3. 确定运动时间: 二有关圆周运动的几何结论:1.粒子从一直线边
3、界射入磁场后,又从同一边界射出, 2.速度偏向角,圆心角和弦切角的关系, 3.在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子, 例3: 正负电子垂直于磁场方向,并与直线边界成=30角射入磁场,且速度之比为2:1,如图所示,不计重力,则正负电子在磁场中的运动时间之比为 , 运动周期之比为 ,运动半径之比为 。例4:如图所示,一带正电粒子质量为m,带电量为q,从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区,粒子初速度大小为v,则 :(1)粒子经过多长时间再次到达隔板?(2)到达点与P点相距多远?(不计粒子的重力):课后巩固:1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速
4、度v三者之间的关系,下列说法中正确的是( )A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v,但B不一定垂直vC、B必定垂直于f,但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f,但f不一定垂直于B2、(多选)有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中,正确的是( )A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用B、电荷在电场中一定受电场力的作用C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直D、电荷若受磁场力,则受力方向与该处磁场方向垂直3. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则 ( )A此空间一定不存在磁场 B此空间可能有方向与电子速度平行的磁场 C此空间可能有磁场 ,方向与电子速度垂直 D以上说法都不对第4题4.如图所示
5、,带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 ( )5.如图所示,空间有磁感应强度为B,方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速v从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小与方向应是 ( )AB/v,方向竖直向上BB/v,方向水平向左CBv,垂直纸面向里 DBv,垂直纸面向外第6题6.如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速率 ( )A变大 B变小 C不变 D条件不足,无法判断第7题7电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内,螺线管
6、中通以方向随时间而周期性变化的电流,如图所示,则电子束在螺线管中做( ) A匀速直线运动 B匀速圆周运动C加速减速交替的运动 D来回运动8、如图所示,绝缘劈两斜面光滑且足够长,它们的倾角分别为、()处在垂直纸面向里的匀强磁场中,将质量相等,带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放,不考虑两电荷之间的库仑力,则( )A、在斜面上两球做匀加速运动,且aAaB B、在斜面上两球都做变加速运动C、两球沿斜面运动的最大位移sAsB D、两球沿斜面运动的时间tAtB第9题 9在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中,将阴极射线管的A、B两极连在高压直流电源的正负两极上从A极发射出电子,当
7、将一蹄形磁铁放置于阴极射线管两侧,显示出电子束的径迹如图所示,则阴极射线管的A极应接在电源的 极上(选填“正”或“负”);蹄形磁铁的C端为 极(选填“N”或“S”)。10、有一匀强磁场,磁感应强度大小为1.2T,方向由南指向北,如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场,磁场作用在质子上的力为9.610-14N,则质子射入时速度为多大?将在磁场中向哪个方向偏转? 第11题 11.质量为0.1g的小物块带有510-4C的电荷,放在倾角为300且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:物块带何种电荷?物块刚离开斜面时的速度多大? 物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?
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